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使用微细加工技术 可使LED亮度翻倍

使用微细加工技术 可使LED亮度翻倍

日本王子控股公司宣布,确立了使用微细粒子精密涂装技术的微细加工技术,并成功使LED及有机EL元件的亮度提高了一倍。该公司表示,将在2016年供货利用该技术进行表面加工的LED用蓝宝石衬底。该公司在展会“LED Next Stage 2014”(2014年3月4日~7日于东京有明国际会展中心举行)上,展出了采用该技术制造的LED及有机EL元件。
  最近,很多高效率的LED都使用表面加工出微细的凹凸或波浪形的蓝宝石衬底“PSS(Patterned Sapphire Substrate)”。有大量案例表明,凭借PSS可使衬底上的氮化镓(GaN)晶体更容易对光进行反射,从而提高LED的光提取效率,发光效率可提高20~30%。制造PSS时,一般是使用半导体制造技术中的光刻技术及纳米压印技术。

  


  使用(右)和未使用(左)ND(纳米点阵列)-PSS时的LED亮度的比较演示


  


  玻璃衬底表面有无微细加工时的有机EL元件亮度的比较演示。右侧有微细加工,王子控股等称之为“等离子体有机EL”。


  还可实现数百nm和数μm的复合构造
  此次,王子控股制作的LED也使用了PSS衬底,但并未使用光刻及纳米压印技术,使用的是该公司自主开发的“ND(纳米点阵列)-PSS”,其中运用了该公司独有的微细粒子精密涂装技术。该公司并未公布该技术的详细情况,只表示除了能实现最小间距为200nm的凹凸构造的ND-PSS之外,还可实现由数百nm的间距和数μm的间距组合而成的复合构造型ND-PSS。

  


  对蓝宝石基板表面实施微细加工的示例


  


  数百nm的构造与数μm的构造组合的示例


  据王子控股介绍,使用这种ND-PSS制造的LED的发光波长为385nm的元件的正面亮度达到原来的2.4倍,全光通量也达到原来的1.8倍。不过,发光效率未公布。
  另外,在玻璃衬底采用该技术加工的试制有机EL元件中,红色发光元件正面亮度提高到了约2倍,白色发光元件正面亮度提高到了约1.7倍,而且还实现了低功耗和长寿命。这是因为,玻璃衬底表面加工形成的凹凸成为电极的凹凸,有助于从电极表面提取表面等离子体。“这是与日本理化学研究所共同研究出来的”(王子控股)。
  王子控股计划从2016年开始以4英寸为中心销售2~6英寸的PSS衬底。该公司以前未销售过LED用蓝宝石基板,此次是全新涉足这一领域。
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